Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. В настоящее время в силу сложившихся неблагоприятных экономических условий сильно возросла заболеваемость культур с тепличник хозяйствах нашей страны. Одной из наиоояее вредо'ноопых болезнен огурца г закрытом грунте являются увядание и корневые и прикорневые пшлн, основные возбудители которых - ГрИОЫ рода Furarium. На сильнозараженных почвах к концу вегетации гибель растений может достигать ;Т>% (Беляева, іууО; Твердюков и др., i'JOo'i. Для тепличной культуры огурца отмечается наиболее высокая патогешюеть и частота встречаемости гриба Fusarium окузропрл.
Набор биологических средств для борьбы с Фузариозными поражениями отой культуры достаточно ограничен и включает препараты, механизм действия которых основан главным образом на высокой антибиотической активности tбактофнт, триходермин, алирины Б и О, агро-Фил, мшюстои). Спектр биопрепаратов может быть расширен за счет иепапьзорлшія миіфоорагниомоБ - микопаразитов, сносоошіх с помшыо синтезируемых ими гидролитических Ферментов, в первую очередь хи-тиназ, деградировать клеточные стенки Фитопатогенов. Перспективным миколитическим агентом является бактерия Serratla m-trcescens, для которой не характерно образование токсинов и антибиотиков. Показана ее высокая эффективность в подавлении Sclerottum rolfsil и Rht-zoctonla nolani (Orgeat Lich et ai., 1987). Б нашей стране работы по изучению возможности использования бактерий рода Serratla для зашиты культур закрытого грунта от почвенных фитопатогенов не проводились.
С другой стороны, в связи с активным развитием в мировой практике зашиты растений новых, генно-инженерных подходов, направленных на генетическою модификацию мшфоорганизмов-антагоннстов с цсльи усиления их антнгркбкеж активности. возникает необходимость г. создании банков генов, контролирующих синтез антигрибних белков. Источником таких генов, в частности генов синтеза хитиназ с антиг-рабной активность», может служить данная бактерия.
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧ» ИССЛЕДОВАНИЙ. Цель работы - дать научное обоснование- возможности использования хитинолитнческей бактерии S. rrar-o~scens для зашиты растений огурца от почвенной фузарнозной инфекции (возбудитель - Fusarium oxysporum).
В связи с этим перед нами стояли следующие задачи: отобрать штамм бактерии S.marcescens с выраженными миколитическими и антигоибными свойствами и изучить роль хитинолитического фер-
- с -
меатного і-;смплекса штамма в механизме его антигрибной активности-, изучить биологическую активность живой культуры штамма-антагониста в подавлении почвенной фузариозной инфекции на растениях, огурца в вегетационных и тепличных опытах; сконструировать генетически модифицированный штамм Escherichia coll с экспрессирукчцимся геном синтеза хитиназы S.mrcescens как модельную систему для изучения роли фермента в механизме антигрибной активности бактерии в отношении гриба Г.oxysporum.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Впервые изучена антагонистическая активность штаммов бактерии S.mrcescens по отношению к широкому кругу (18 видов) фитопатогенних грибов - возбудителей болезней сельскохозяйственных оастеиий в опытах in vitro. Показано, что антигрибные свойства штаммов в значительной степени определяются их способностью к синтезу и секреции внеклеточной хитиназы.
Впервые установлена высокая биологическая активность живой культуры хитинолитического штамма S.marcescens (218/221) в подавлении почвенной фузариозной инфекции (F. oxysporum), вызывающей прикорневые гнили и увядание растений огурца.
В клетках Escherichia coll клонирован ген хитиназы из S.mrcescens 218/221, продукт которого обладает антигрибными свойствами в отношении F. oxysporum.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. Обоснована перспективность'использования микологического штамма S.tmrcescens 218/221 для создания почвенного биофунгнцида, аффективного против фузариозной прикорневой гнили растений огурца (возбудитель F. oxysporum). Предложена схема внесения живой культуры бактерии, позволяющая поддерживать почвенную популяцию антагониста на биологически эффективном уровне.
Сконструированная в клетках E.coll библиотека хремосомальных фрагментов S.warcesccns 218/221 является источником генов лптичес-ких ферментов, перспективных для генетической модификации микроорганизмов-антагонистов и хозяйственно-значимых растений, в т.ч. растений огурца.
Разработанная нами схема клонирования гена хитиназы из 5.mrcescens может бить применена в экспериментах по клонированию разнообразных бактериальных генов.'
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Материалы диссертации представлялись на конференции "Биосинтез Ферментов микроорганизмами" (Москва, ЮОЗ); на Международной конференции "Biotechnology St.Petersburg:"94" (С.-Не-.
тероург, 1004), па сессии Ученого Совета ВИЗР (1и95 г.), на 1-им Всероссийском съезде по зганите растений (ОПетербург, декабрь J995), на XII/ Международном конгрессе по защите растегшй (The На-ijue - The Motherlands - "-V July, 1995); на научно-производственной конференции, [[освященной ;-Х'-летию БелІІИИЗР (Минск-Прилукп, (4-Ю Февраля 1996).
ПУБЛИКАЦИИ. Основные положения и результати диссертации опубликованы в 1" печатных работах.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ. Материалы диссертации изложив на страницах, включают ьведеііие, оі5оор литературы (глава і), "писание объекта, материалов и методов исследований tглава ), результаты зкспериментальной работ» и их обсуждения (главы 3,<1,0), .-заключение, виводи, практические рекомендатшгі, список цитируемой литературы и приложение. В работе имеется/7 таблиц, <яЭ рисунков. Список литературы содержит // найменований, в том числе /о2. то странных,
